在展開建筑結構設計時,設計師需考慮,在建筑物內不同區域不同作用的基礎上,借助規則、簡單的剪力墻劃分建筑不同區域為不同功能區,確保建筑結構的布局不僅可對現代化建筑結構的多樣化需求予以滿足,同時還能夠緊密結合時代的發展,便于后期加以拓展或維護。因此在設計剪力墻期間首先應遵守規則性。如高層建筑的剪力墻平面應布置為順建筑兩主軸方向進行雙向布置,且兩主輔方簡上的剪力墻側向剛度彼此應不可有過大差異,有效防止建筑發生側向位移。如在設計抗震結構建筑時,特別應注意剪力墻設計的簡單化、規則化,設計人員應避免出現單向有墻情況,確保有地震時建筑物不會在剪力墻倒塌時出現嚴重的變形。若建筑平面是多邊形、圓形或三角形,為防止出現單向有墻,應根據環向、徑向進行剪力墻結構的布置,當有轉折時可按照一道剪力墻模式進行設計。
1.1延性
良好延性對剪力墻結構穩定性有重要意義,在建筑結構設計中,細高剪力墻可能會由于連梁應力集中所致嚴重拉伸或彎曲導致其出現脆性、不可恢復的剪切破壞。因此在建筑結構設計過程中,整個墻體的長度不宜大于8米,墻段高度與長度之比不宜小于3;若由于建筑結構需要用較長墻肢時,需設置翼緣墻,且應避免剪力墻為一字型,同時還應考慮,在部分截面設置洞口,確保長度較長的墻體可分割成長度不超過8米的均勻若干段墻,采用連梁連接的聯肢墻。需注意,當短肢剪力墻比較多的時候可能會與高層建筑剪力墻設計的部分設計原則不符,因此需布置短肢剪力墻為一般的剪力墻,或可布置為筒體,使之成為共同抵抗水平應力的結構。
1.2連續性
剪力墻結構的主要作用是建筑結構維護和分隔構件,可發揮豎向承重、水平抗側作用,因此為防止在剛度影響下剪力墻突變而致使建筑側移,在建筑結構設計中應從上而下對剪力墻進行布置,從而對剛度突變最大限度預防。結構人員應在墻體高度或部分墻肢方向上以等級更高的混凝土施工,或將墻體厚度進一步加大,對剪力墻結構承擔的抗側剛度予以分擔;對于開間較小、房間面積小、有較多墻體、有較高的抗震性能要求的建筑結構如賓館客房、住宅)等,若難以確保剪力墻連續性,則應加強剪力墻的延伸,并確保上洞口與下洞口對齊,在洞口設置重疊墻肢、連梁,以促使其抗震性加強。2建筑結構設計中剪力墻結構設計的應用分析
2.1剪力墻數量要適當
剪力墻的正常使用狀態主要是承受豎向荷載或者風荷載。從豎向荷載方面入手,剪力墻的數量主要參考軸壓比,與墻所負荷的層數、開間大小和房間面積有關。然后是地震力計算,根據側向位移、底部剪力及合理的平面布置剛度分配,還有豎向剛度的連續性。
2.2平面布置時的注意事項
在設計中要注意剪力墻平面布置情況,因為剪力墻機構主要對于豎向荷載的承受力較強,而在橫向荷載承受方面只依靠大樓板來傳遞,導致墻體平面外的承受能力較弱。在具體的墻體布置工作中,要確保墻體的質量中心和剛度中心盡量重疊,在設計剪力墻結構時,要盡量確保剪力墻結構平面布置的對稱性,從而有效減少結構扭矩。同時,不應采用僅單向有墻的結構布置,宜沿兩個主軸方向或其他方向雙向布置,兩個方向的側向剛度不宜相差過大。
2.3墻面合理規劃
建筑墻體除了需要保持均勻與對稱,結構重量與剛強度重合,墻體直通外,還需要注意墻體的主軸路線,應當考慮到主軸雙向與多向性。從抗震功能的角度思考時,如果剪力墻抗震動力度大時,就墻體的剛韌性有所降低,兩者應當控制在合理的數值范圍,避免相互制約的現象。在施工過程中,還需要考慮到的就是剪力墻的施工工期、材料耗費等投入的成本問題以及施工過程中存在的安全隱患問題等,規劃好各個方面,從而對剪力墻結構進行科學構建。
2.4控制墻體配筋中的應用
剪力墻結構有耗鋼量大的特性,而且在我國,這種建筑結構在工程建設中應用較廣,合理控制配筋量可以在資源和經濟上都有很好的節約作用。在具體控制方法上,比較常見的是滿足規范配筋最小值的前提下,將水平鋼筋外側、豎向鋼筋內側布置。迎水面保護層在采用雙向鋼筋網片時,可以很大程度上減少配筋量,其厚度可降為30mm。
2.5短肢剪力墻的應用
短肢剪力墻在《高規》中有明確規定:指截面厚度不大于300mm,各肢橫截面的高度與厚度之比應在4~8之間的剪力墻。短肢剪力墻的應用越來越廣泛,與長肢剪力墻相比,它的肢厚比更小,這種改進對于住宅建筑來說,更有利于空間的排布,室內的布局及二次設計中受到的結構限制也大大減小。雖然短肢剪力墻在靈活性和自由度上較長肢剪力墻更具優越性,但是與長肢剪力墻相比,短肢剪力墻仍存在許多待解決和待提高的問題,比如它會使整個建筑結構的受力能力和承載力降低。雖然有過關于短肢剪力墻對結構受力性能影響大小的測試,其結果表明短肢剪力墻對結構受力的影響性較小,但在高層建筑的結構中仍不應選用全部為短肢剪力墻的布置形式。當建筑結構布置中,短肢剪力墻的數量較多時,應布置成筒體或者是一般剪力墻,通過這種方法使短肢剪力墻與筒體或一般剪力墻形成整體,共同抵抗水平力作用的剪力墻結構。